Введение

Клиентская библиотека для X Window System

Xlib (также известная как libX11) — это клиентская библиотека протокола X Window System, написанная на языке программирования C. Она содержит функции для взаимодействия с X-сервером. Эти функции позволяют программистам создавать программы, не вдаваясь в детали протокола X. Лишь немногие приложения используют Xlib напрямую; чаще они используют другие библиотеки, которые, в свою очередь, используют функции Xlib для предоставления наборов виджетов:
X Toolkit Intrinsics (Xt)
Набор виджетов Athena (Xaw)
Motif
FLTK
GTK
Qt (X11 версия)
Tk
SDL (Simple DirectMedia Layer)
SFML (Simple and Fast Multimedia Library)

Xlib появилась примерно в 1985 году и используется в графических интерфейсах многих Unix-подобных операционных систем. В 2007 году была представлена переработка Xlib с использованием XCB.

Типы данных

Основными типами данных в Xlib являются структура Display и типы идентификаторов. В общем смысле, Display – это физическое или виртуальное устройство, на котором выполняются графические операции. Структура Display библиотеки Xlib содержит информацию об устройстве отображения, но, что более важно, содержит информацию об канале связи между клиентом и сервером. Например, в Unix-подобной операционной системе структура Display содержит файловый дескриптор сокета этого канала (получить который можно с помощью макроса ConnectionNumber). Большинство функций Xlib принимают структуру Display в качестве аргумента, поскольку они либо работают с каналом, либо относятся к конкретному каналу. В частности, всем функциям Xlib, взаимодействующим с сервером, требуется эта структура для доступа к каналу. Некоторые другие функции также нуждаются в этой структуре, даже если они выполняются локально, поскольку они оперируют данными, относящимися к определенному каналу. К таким операциям относятся, например, операции с очередью событий, которая описана ниже. Окна, цветовые карты и т.д. управляются сервером, что означает, что данные об их фактической реализации хранятся на сервере. Клиент оперирует этими объектами, используя их идентификаторы. Клиент не может напрямую оперировать объектом, а может только запросить сервер выполнить операцию, указав идентификатор объекта. Типы Window, Pixmap, Font, Colormap и т.д. – это все идентификаторы, представляющие собой 32-битные целые числа (как и в самом протоколе X11). Клиент "создает" окно, отправляя серверу запрос на его создание. Это делается посредством вызова функции Xlib, которая возвращает идентификатор окна, то есть число. Этот идентификатор затем может быть использован клиентом для запроса других операций над этим же окном у сервера. Идентификаторы уникальны для сервера. Большинство из них могут использоваться разными приложениями для ссылки на одни и те же объекты. Например, два приложения, подключенные к одному и тому же серверу, используют один и тот же идентификатор для ссылки на одно и то же окно. Эти два приложения используют разные каналы и, следовательно, имеют разные структуры Display; однако, когда они запрашивают операции над одним и тем же идентификатором, эти операции будут выполняться над одним и тем же объектом.

Протокол и события

Функции Xlib, отправляющие запросы на сервер, обычно не отправляют их немедленно, а сохраняют в буфере, называемом буфером запросов. Термин "запрос" в данном случае относится к запросу от клиента, направленному на сервер: буфер запросов может содержать любые запросы к серверу, а не только те, которые оказывают видимое воздействие на экран. Буфер запросов гарантированно будет сброшен (то есть все сделанные до этого запросы будут отправлены на сервер) после вызова функций XSync или XFlush, после вызова функции, возвращающей значение от сервера (эти функции блокируются до получения ответа), а также в некоторых других случаях. Xlib сохраняет полученные события в очереди. Клиентское приложение может просматривать и извлекать события из очереди. Хотя X-сервер отправляет события асинхронно, приложения, использующие библиотеку Xlib, должны явно вызывать функции Xlib для доступа к событиям в очереди. Некоторые из этих функций могут блокироваться; в этом случае они также сбрасывают буфер запросов. Ошибки, напротив, принимаются и обрабатываются асинхронно: приложение может предоставить обработчик ошибок, который будет вызываться при получении сообщения об ошибке от сервера. Содержимое окна не гарантируется сохраненным, если окно или его часть становятся невидимыми. В этом случае приложению отправляется событие Expose, когда окно или его часть снова становятся видимыми. После этого приложение должно перерисовать содержимое окна.